[发明专利]一种用于空间站载荷在轨维修的机械臂

权利要求书

1.一种用于空间站载荷在轨维修的机械臂，其特征在于，包括维修箱(4)及倒挂于所述维修箱(4)内的载荷维修机械臂(1)；所述载荷维修机械臂(1)具有七自由度，且执行末端设有快锁机构(19)和相机模块(20)，其中快锁机构(19)用于连接维修工具，所述相机模块(20)用于采集待维修载荷(3)的图像信息。

2.根据权利要求1所述的用于空间站载荷在轨维修的机械臂，其特征在于，所述载荷维修机械臂(1)包括依次连接的关节Ⅰ(11)、关节Ⅱ(12)、关节Ⅲ(13)、关节Ⅳ(14)、关节Ⅴ(15)、关节Ⅵ(16)及关节Ⅶ(17)，其中关节Ⅰ(11)为直线运动关节，所述关节Ⅱ(12)、关节Ⅲ(13)、关节Ⅳ(14)、关节Ⅴ(15)、关节Ⅵ(16)及关节Ⅶ(17)均为模块化旋转运动关节；所述相机模块(20)设置于所述关节Ⅶ(17)的外侧；所述快锁机构(19)设置于所述关节Ⅶ(17)的输出端。

3.根据权利要求2所述的用于空间站载荷在轨维修的机械臂，其特征在于，所述关节Ⅱ(12)的旋转轴线与所述关节Ⅰ(11)的移动方向垂直；

所述关节Ⅲ(13)和所述关节Ⅱ(12)的旋转轴线相互垂直；

所述关节Ⅲ(13)的输出端通过连杆(18)与所述关节Ⅳ(14)连接，且所述关节Ⅲ(13)和所述关节Ⅳ(14)的旋转轴线相互平行；

所述关节Ⅴ(15)的旋转轴线与所述关节Ⅳ(14)和所述关节Ⅵ(16)的旋转轴线垂直；

所述关节Ⅶ(17)和所述关节Ⅵ(16)的旋转轴线相互垂直。

4.根据权利要求2所述的用于空间站载荷在轨维修的机械臂，其特征在于，所述关节Ⅰ(11)包括安装架、导轨A(111)、导轨B(112)、丝杠组件(113)、丝母转接板(114)及驱动组件(115)，其中导轨A(111)、导轨B(112)和丝杠组件(113)相互平行地设置于安装架上，且丝杠组件(113)可转动；丝母转接板(114)与所述丝杠组件(113)中的丝母连接，且两端分别与导轨A(111)和导轨B(112)滑动连接；所述驱动组件(115)设置于所述安装架的一端，且输出端与所述丝杠组件(113)连接，用于驱动所述丝杠组件(113)转动；

所述关节Ⅱ(12)设置于所述丝母转接板(114)上。

5.根据权利要求4所述的用于空间站载荷在轨维修的机械臂，其特征在于，所述关节Ⅰ(11)还包括设置于所述安装架上的驱动控制器组件(116)，所述驱动控制器组件(116)与所述驱动组件(115)电连接，用于控制所述驱动组件(115)，从而实现所述关节Ⅰ(11)的运动控制。

6.根据权利要求2所述的用于空间站载荷在轨维修的机械臂，其特征在于，所述关节Ⅱ(12)、关节Ⅲ(13)、关节Ⅳ(14)、关节Ⅴ(15)、关节Ⅵ(16)及关节Ⅶ(17)结构相同，均包括基座(128)及设置于所述基座(128)上且依次连接的无刷直流电机(121)、谐波减速器(122)及扭矩传感器(126)，所述扭矩传感器(126)用于测量关节的负载扭矩。

7.根据权利要求6所述的用于空间站载荷在轨维修的机械臂，其特征在于，所述无刷直流电机(121)的后部设有增量式编码器(124)、绝对式编码器(125)及关节驱动器(127)，其中关节驱动器(127)与增量式编码器(124)、绝对式编码器(125)及扭矩传感器(126)电连接；增量式编码器(124)用于反馈电机侧的位置；绝对式编码器(125)用于反馈关节的位置；关节驱动器(127)用于控制所述无刷直流电机(121)，从而实现关节运动的控制。

8.根据权利要求2所述的用于空间站载荷在轨维修的机械臂，其特征在于，所述关节Ⅱ(12)、关节Ⅲ(13)、关节Ⅳ(14)、关节Ⅴ(15)、关节Ⅵ(16)及关节Ⅶ(17)均为方便走线的中空结构。